JP5583360B2 - Purification equipment for contaminated soil - Google Patents

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本発明は、汚染土壌中に含有される重金属類や有機塩素化合物、揮発性有機化合物などの分解無害化処理技術に関し、特に工場跡地などの汚染土壌を無害化して復土に使用できる清浄な土壌とする技術に関するものである。本発明により、重金属類の土壌含有基準値を超える土壌については汚染土壌の還元処理により重金属類の不溶化を行うことができる。   The present invention relates to detoxification technology for decomposing and detoxifying heavy metals, organochlorine compounds, volatile organic compounds, etc. contained in contaminated soil, and in particular, clean soil that can be used for decontamination by detoxifying contaminated soil such as factory sites. It is related to the technology. According to the present invention, heavy metals can be insolubilized by reduction treatment of contaminated soil for soils exceeding the soil content reference value of heavy metals.

有機物及び又は重金属を含有する廃棄物として特に問題となるものは化学工場など種々の薬品を永年取り扱っていた工場跡地などの土壌あるいは所謂シュレッダーダストなどがあり、これらは様々な有害物を複合的に含むことが多く、しかも廃棄物の発生場所によって、大きく成分が変わるなど、従来適当な処理方法が見当たらず、埋め立てるなどによって廃棄処分されていた。埋め立て処分の最大の問題点は汚染物質が地下水等に流入し、環境汚染を引き起こすことにある。そのため近年有害有機物および重金属類を含有する廃棄物は、埋め立て処理することも困難になりつつある。今一つの問題は埋め立てる場所自体が不足しつつあることである。   Examples of waste that contains organic substances and / or heavy metals include soils such as old factory sites where various chemicals such as chemical factories have been handled for many years, or so-called shredder dust, which combine various harmful substances. In many cases, there are no suitable treatment methods, such as a major change in the components depending on the location where the waste is generated. The biggest problem with landfill disposal is that pollutants flow into groundwater and cause environmental pollution. Therefore, in recent years, wastes containing harmful organic substances and heavy metals are becoming difficult to landfill. Another problem is that the landfill itself is becoming scarce.

埋め立て以外の上記廃棄物の処理技術として、有機汚染土壌などでは有機物を乾溜処理する方法なども行われているが、これでは重金属類の除去が困難である。また、近年無機系廃棄物をセメントキルンにセメント原料と共に、或いは燃料と共に供給し、原料の一部として利用するという合理的な廃棄物の処理方法も提案されている。重金属を含んだ有害廃棄物や重金属で汚染された地盤の処理に関しては、溶融法、キレート等の薬剤を用いる方法、酸化還元法及びポルトランドセメント系セメント(3CaO・SiO2;C3S、2CaO・SiO2;C2S系)による固化安定化等が実施されている。特に、ポルトランドセメント系セメントによる固化安定化は、当該セメントが安価であること、また、その水硬性により、処理後の対象物を硬化体とすることや、水を多く含む対象物や粉粒状の対象物を取扱し易い性状にすることができるので、運搬等の作業上の優位性等から汎用的な方法として実施されている。このポルトランドセメント系セメントは、水と接触することによってケイ酸カルシウムとCa(OH)2を生成する性質を持っており、この生成したCa(OH)2は、飽和状態でpH12以上の高アルカリ性を示す。 As a processing technique for the above-mentioned waste other than landfilling, a method of dry distillation of organic matter is performed in organic contaminated soil or the like, but this makes it difficult to remove heavy metals. In recent years, a rational waste disposal method has also been proposed in which inorganic waste is supplied to a cement kiln together with cement raw material or fuel and used as part of the raw material. Regarding the treatment of hazardous waste containing heavy metals and soil contaminated with heavy metals, melting methods, methods using chemicals such as chelates, redox methods and Portland cement-based cements (3CaO · SiO 2 ; C 3 S, 2CaO · Solidification stabilization by SiO 2 ; C 2 S system) is performed. In particular, the stabilization of solidification with Portland cement-based cement is because the cement is inexpensive, and due to its hydraulic properties, the treated object can be made into a hardened body, or the object containing much water or granular Since the object can be easily handled, it is implemented as a general-purpose method because of superiority in work such as transportation. This Portland cement cement has the property of generating calcium silicate and Ca (OH) 2 when in contact with water, and the generated Ca (OH) 2 has a high alkalinity of pH 12 or higher in a saturated state. Show.

しかし、この高いアルカリ性が、重金属種によっては問題となり、その溶出量を増やす傾向を示す場合がある。特に、鉛や亜鉛等に代表されるような両性金属は、アルカリ性と酸性の領域において溶解度の高い塩類を生成する性質から、高いアルカリ性を示すポルトランドセメント系セメントによる固化安定化に関して、その安全性に疑問が持たれている。
また、上記以外の方法に関しても、溶融法のコストや処理能力等の問題、キレート法や酸化還元法の安定性や使用する薬剤のコスト面および水分の多い対象物に使用した場合の処理後の運搬・貯蔵等の作業性の問題を多く含んでいるのが実状である。
However, this high alkalinity becomes a problem depending on the heavy metal species, and may tend to increase the amount of elution. In particular, amphoteric metals, such as lead and zinc, are safe for solidifying and stabilizing with highly alkaline Portland cement because of their high solubility in the alkaline and acidic regions. I have doubts.
In addition to methods other than those described above, problems such as the cost and processing capacity of the melting method, the stability of the chelate method and the oxidation-reduction method, the cost of the chemicals used, and the amount of water used after treatment The reality is that it contains many workability problems such as transportation and storage.

そこで、重金属の溶出抑制材は、pHが11以下の低アルカリ性のセメント組成物を主成分とし、重金属の溶出を抑制するとともに、鉛や亜鉛等の両性金属の溶出をも抑制するものが開発されている(特許文献1参照)。
しかし、可燃物と不燃物とが混在する廃棄物については、従来十分に対応することができなかった。例えば、有機物など揮発性の大きい物質で汚染された土壌などは、セメント原料と共に供給すれば加熱分解する前にキルン排ガスと共に煙道から大気に放出され環境汚染の問題を生じるおそれがある。別の問題として、有機物で汚染された土壌は、多くの場合ハロゲン、アルカリ成分、重金属類などを多く含むため、セメント原料の一部として用いた場合、製造上及び品質上のトラブルを生じる。即ち、焼成プロセス(キルン)に持ちこまれる塩素等のハロゲン、アルカリ成分や重金属成分が高温状態で互いに反応して揮発しやすい金属ハロゲン化物となり、通常900℃以下の温度で揮発し始める。また、キルン内は相当の流速で燃焼ガスが流れており、前記揮発物はキルン排出ガスに混って排出されるが、プレヒータで新たに供給される原料と熱交換する際に露点以下に温度が低下し、原料に吸着される等で再度キルン内に逆戻りする。このためこれらの金属ハロゲン化物等はキルンとプレヒータの間を循環し、濃縮されていく。この金属ハロゲン化物などは、プレヒータ内で粘着性を示し、内壁に融着し、原料粉体を成長させ塊状化し、これがプレヒータのダクト等の閉塞を引き起こし、安定運転に支障をきたすこともある。
In view of this, a heavy metal elution suppressing material is developed that has a low alkaline cement composition having a pH of 11 or less as a main component and suppresses elution of heavy metals and also suppresses elution of amphoteric metals such as lead and zinc. (See Patent Document 1).
However, it has not been possible to deal with waste that contains both combustible and non-combustible materials. For example, soil contaminated with highly volatile substances such as organic matter may be released into the atmosphere along with the kiln exhaust gas from the flue before being decomposed by heating if it is supplied together with cement raw materials, which may cause environmental pollution problems. Another problem is that soil contaminated with organic matter often contains a lot of halogens, alkali components, heavy metals, etc., and thus causes problems in production and quality when used as part of cement raw materials. That is, halogens such as chlorine, alkali components and heavy metal components that are brought into the firing process (kiln) react with each other at high temperature to form a metal halide that easily volatilizes, and usually starts to volatilize at a temperature of 900 ° C. or lower. The combustion gas flows in the kiln at a considerable flow rate, and the volatiles are mixed with the kiln exhaust gas and discharged. However, when the heat is exchanged with the raw material newly supplied by the preheater, the temperature falls below the dew point. Decreases, and returns to the kiln again due to adsorption to the raw material. Therefore, these metal halides circulate between the kiln and the preheater and are concentrated. This metal halide or the like exhibits adhesiveness in the preheater, and is fused to the inner wall to grow the raw material powder to agglomerate, which may cause blockage of the duct or the like of the preheater, which may hinder stable operation.

また、亜鉛分、カドミウム分その他の重金属分がセメント中に増加すると、セメントの品質を悪化させるという問題もある。このような問題点を解消できる有機物や重金属を含有する廃棄物の安全で且つ安価な処理方法の開発が望まれていた。
そこで、200〜600℃の温度範囲で且つ低酸素状態で加熱する予備加熱工程(a)と(a)工程により発生する揮発成分を分離除去した固体分をセメント原料と共にプレヒータ付きセメントキルンのプレヒータに供給する工程(b)、セメントキルンの原料供給部近辺に設けられた抽気孔よりキルン排ガスと共に重金属化合物蒸気を抜き出す工程(c)、抜き出された重金属化合物を冷却凝縮させて回収する工程(d)よりなることを特徴とする有機物及び(又は)重金属を含有する廃棄物の処理方法が提案されている(特許文献2参照)。
Further, when zinc content, cadmium content or other heavy metal content increases in the cement, there is a problem that the quality of the cement is deteriorated. It has been desired to develop a safe and inexpensive treatment method for waste containing organic substances and heavy metals that can solve such problems.
Therefore, the preheating step (a) and heating in a low oxygen state within a temperature range of 200 to 600 ° C., the solid content obtained by separating and removing the volatile components generated in the step (a) is used as a preheater for a cement kiln with a preheater together with a cement raw material. A step (b) of supplying, a step (c) of extracting heavy metal compound vapor together with the kiln exhaust gas from the extraction holes provided in the vicinity of the raw material supply part of the cement kiln, a step of recovering the extracted heavy metal compound by cooling and condensing (d) ) Has been proposed (see Patent Document 2).

加熱する工程のない無害化処理方法として、例えば、地下の飽和帯と不飽和帯の境界部周辺に沿って、互いに連通する数多の間隙を含む広域流体路層を設置すると共に、地上より広域流体路層に連通可能な井戸様構造体を設置する。この井戸様構造体から広域流体路層を通じて、該広域流体路層の周囲に対する流体の注入、および該広域流体路層の周囲からの流体の回収による流体制御を行い、土壌汚染修復で利用される各種流体の回収および注入に関していっそうの簡素化によるコスト低減を図ると共に、流体の注入および回収をより広域に展開して実施することが可能な土壌汚染対策方法(特許文献3参照)や、洗浄効率を向上させて汚染土壌の浄化費用を低減することができるようにした汚染土壌の浄化方法を提供することを目的として、油分・重金属等の汚染物質が付着した土砂から予め汚染物質の分離しやすい所定の粒径以上の土砂Bを選別機により分級し、これら分級した土砂を、分級した土砂A,B毎に加水して、洗浄機に導入し、洗浄機において土砂同士の摩擦等により土砂の表面に付着した汚染物質を離脱させ、土砂及び汚染物質を含む水を、水を張った分離槽並びに加振スクリーン及び空気供給手段を備えた分離装置に導入し、この分離装置の分離槽内において、土砂に振動を付与するとともに気泡を吹き付けて沈降させることにより、土砂と汚染物質とを分離する技術が提案されている(特許文献4参照)。   As a detoxification treatment method without a heating process, for example, a wide-area fluid path layer including many gaps communicating with each other is installed along the periphery of the boundary between the underground saturated zone and the unsaturated zone, A well-like structure that can communicate with the fluid path layer is installed. From this well-like structure, through the wide-area fluid path layer, fluid is injected into the periphery of the wide-area fluid path layer, and fluid control is performed by collecting the fluid from the periphery of the wide-area fluid path layer, which is used for soil pollution repair. Soil contamination countermeasures (see Patent Document 3) and cleaning efficiency capable of reducing the cost by further simplifying the recovery and injection of various fluids and implementing the fluid injection and recovery in a wider area. In order to provide a method for remediating contaminated soil that can reduce the cost of remediation of contaminated soil, it is easy to separate the contaminants from the soil and sand that are contaminated with contaminants such as oil and heavy metals. Sediment B with a particle size larger than the specified particle size is classified by a sorter, and the classified sediment is added to each classified soil A and B and introduced into the washing machine. The contaminants attached to the surface of the earth and sand by friction or the like are separated, and the water containing the earth and sand and the contaminants is introduced into a separation apparatus equipped with a water-filled separation tank, a vibration screen, and an air supply means. In this separation tank, a technique for separating earth and sand from contaminants by applying vibrations to the earth and sand and blowing bubbles to settle has been proposed (see Patent Document 4).

しかしながら、土壌に対する上記のような従来の清浄化方法は現地において簡便、安価に実施できるようなものではないし、重金属汚染土壌を単に封じ込めるだけでは根本的な解決とならなかった。
以上のことから油や重金属等に汚染された土壌を現地において簡便かつ安価に清浄化し得る有効な手段の開発が急務であるとされている
However, the conventional cleaning methods for soil as described above are not easy and inexpensive to implement at the site, and simply containing heavy metal contaminated soil has not been a fundamental solution.
From the above, it is said that there is an urgent need to develop effective means that can easily and inexpensively clean soil contaminated with oil and heavy metals locally.

特開平10−258263号公報JP 10-258263 A 特開2000−288527号公報JP 2000-288527 A 特開2004−283709号公報JP 2004-283709 A 特開2002−254063号公報JP 2002-254063 A

土壌汚染の問題は汚染物質の種類その性状において大変複雑である。環境基準では重金属については元素名で示されているが、一つの元素にはいろいろな形態があり、それぞれ性質も大きく異なるため元素に応じた処理を必要としている。また、有機化合物の場合は、土壌中で少しずつ分解されていくものもあり、分解過程で有害な中間物質ができていることもある。さらに、地下の構造も地質構造は複雑で多くの地層がある。そこで、汚染対策工事の実施に際しては、運営面での品質管理、工程管理、安全衛生管理の責任の所在を明確に、常に検査、計測、試験など周辺環境に悪影響を与えない工程管理が一目で分かるようにすることが必要となる。
これら事項を前提にして、本発明では、重金属類や揮発性有機化合物等によって汚染された土壌から清浄な土壌を再生し、復土可能な土壌を効率よく回収し、かつ、経費節減を可能にした土壌再生処理装置を提供することを目的とする。また、本発明は、汚染土壌の還元処理という簡便な操作により、各種の汚染物質を含有する土壌を無害化することを目的とする。
The problem of soil contamination is very complex in terms of the type of pollutant and its nature. Environmental standards indicate heavy metals by element names, but each element has various forms, and the properties of each element vary greatly, requiring treatment according to the element. In the case of organic compounds, some of them are decomposed little by little in the soil, and harmful intermediate substances may be formed during the decomposition process. Furthermore, the underground structure and the geological structure are complex and there are many strata. Therefore, when implementing pollution control work, the responsibility for quality management, process management, and health and safety management in terms of operation is clearly clarified, and process management that does not adversely affect the surrounding environment such as inspection, measurement, and testing is always at a glance. It is necessary to understand.
Based on these matters, the present invention regenerates clean soil from soil contaminated with heavy metals, volatile organic compounds, etc., efficiently recovers soil that can be restored, and enables cost savings. An object of the present invention is to provide a soil regeneration processing apparatus. Another object of the present invention is to detoxify soil containing various pollutants by a simple operation of reducing the contaminated soil.

土壌汚染に含有する重金属類や揮発性有機化合物は発生地域で責任をもっては無害化処理しなければならず、汚染土壌処理を他の地域での実施に任せることはきわめては難しく、汚染土壌は現場で無害化処理する以外に方法はなくなってきているのが現状である。本発明はこうした現状に即した汚染土壌の処理技術を提供すること、および、汚染土壌の存在する現場での無害化処理および汚染土壌を有効利用することが可能な新しい技術を提供することを目的とする。
また、本発明の汚染土壌の無害化装置では、汚染土壌を汚染土壌の処理に有用な物質(触媒)に転換することを可能とし、汚染土壌による汚染土壌の無害化処理を達成させて、薬品などの使用を軽減することを目的とする。
また、本発明は焼却灰を利用した汚染土壌の無害化装置を提供し、廃棄物の有効利用をも目的とするものである。
Heavy metals and volatile organic compounds contained in soil contamination must be responsibly detoxified in the area where they occur, and it is extremely difficult to leave the contaminated soil treatment to other regions. However, there is no method other than detoxification. It is an object of the present invention to provide a treatment technology for contaminated soil in accordance with the current situation, and to provide a new technology capable of detoxifying treatment on the site where the contaminated soil exists and effectively using the contaminated soil. And
Further, the contaminated soil detoxification apparatus of the present invention enables conversion of the contaminated soil into a substance (catalyst) useful for the treatment of the contaminated soil, achieves the detoxification treatment of the contaminated soil with the contaminated soil, The purpose is to reduce the use.
Moreover, this invention provides the detoxification apparatus of the contaminated soil using incineration ash, and aims also at the effective utilization of a waste material.

本発明は、以下に記載の技術的手段から構成されるものであり、次の汚染土壌の無害化処理装置からなる。
(1)汚染土壌の無害化処理装置であって、汚染土壌の採取装置、汚染土壌を乾燥させる乾燥装置、乾燥汚染土壌を磁性物含有土壌と非磁性土壌に選別する磁力選別装置、磁性物含有土壌から比重の高い金属又は粗大粒を除去する選別装置、選別された磁性物含有土壌の粉砕装置、磁性物含有土壌の還元加熱処理装置、非磁性土壌および還元処理された磁性物含有土壌の還元加熱処理装置への投入装置、混合土壌の還元加熱処理装置、処理した土壌を復土可能な土壌として回収する土壌回収装置が配置されていることを特徴とする汚染土壌の無害化処理装置。
(2)磁性物含有土壌の還元加熱処理装置での加熱処理が、400〜600℃の範囲で行われる上記(1)に記載の汚染土壌の無害化処理装置。
(3)混合土壌の還元加熱装置での加熱温度が300〜600℃の範囲で行なわれる上記(1)または(2)に記載の汚染土壌の無害化処理装置。
(4)還元雰囲気が、酸素濃度6%以下である上記(1)から(3)のいずれかに記載の汚染土壌の無害化処理装置。
(5)粉砕装置により磁性物含有土壌を100メッシュ以下に粉砕する上記(1)から(4)のいずれかに記載の汚染土壌の無害化処理装置。
(6)非磁性土壌100重量部に対して還元雰囲気中で熱処理した磁性物含有土壌を2〜40重量部を還元加熱処理装置に投入する上記(1)から(5)のいずれかに記載の汚染土壌の無害化処理装置。
(7)焼却灰または焼却灰還元処理物の混合土壌の還元加熱処理装置への投入装置を有する上記(1)から(6)のいずれかに記載の汚染土壌の無害化処理装置。
(8)混合土壌の還元加熱処理装置からの排ガス類を無害化処理して密閉回路を経由して乾燥装置に循環させるガス循環路を有する上記(1)から(7)のいずれかに記載の汚染土壌の無害化処理装置。


The present invention comprises the following technical means and comprises the following detoxification device for contaminated soil.
(1) Contaminated soil detoxification device, contaminated soil collection device, drying device for drying contaminated soil, magnetic sorting device for sorting dry contaminated soil into magnetic material-containing soil and non-magnetic soil, containing magnetic material Sorting device that removes metal or coarse particles with high specific gravity from soil, grinding device for sorted magnetic material-containing soil, reduction heat treatment device for magnetic material-containing soil, reduction of non-magnetic soil and reduced magnetic material-containing soil An apparatus for detoxifying contaminated soil, comprising: a charging apparatus for heat treatment apparatus; a reduction heat treatment apparatus for mixed soil; and a soil recovery apparatus for collecting the treated soil as soil that can be restored.
(2) The detoxification treatment apparatus for contaminated soil according to (1), wherein the heat treatment in the reduction heat treatment apparatus for the magnetic substance-containing soil is performed in a range of 400 to 600 ° C.
(3) The detoxification treatment apparatus for contaminated soil according to (1) or (2), wherein the heating temperature in the reduction heating apparatus for mixed soil is in the range of 300 to 600 ° C.
(4) The detoxification device for contaminated soil according to any one of (1) to (3), wherein the reducing atmosphere has an oxygen concentration of 6% or less.
(5) The detoxification device for contaminated soil according to any one of (1) to (4), wherein the magnetic material-containing soil is pulverized to 100 mesh or less by a pulverizer.
(6) The magnetic material-containing soil heat-treated in a reducing atmosphere with respect to 100 parts by weight of the non-magnetic soil, and 2 to 40 parts by weight are charged into the reduction heat treatment apparatus according to any one of (1) to (5) above Detoxification equipment for contaminated soil.
(7) The detoxification processing apparatus for contaminated soil according to any one of (1) to (6), further including an input device to the reduction heat treatment apparatus for the mixed soil of the incinerated ash or the incinerated ash reduction product.
(8) Described in any one of (1) to (7) above, which has a gas circulation path that detoxifies the exhaust gas from the reduction heat treatment apparatus of the mixed soil and circulates it to the drying apparatus via a sealed circuit Detoxification equipment for contaminated soil.


従来の汚染土壌処理技術が浄化処理法と封じ込め法に分類される中で、本発明は、低温下で触媒による還元処理により完全無害化する浄化処理に相当するものである。
(1)本発明は、設備費(イニシャルコスト)が廉価であること、維持費(ランニングコスト)がかからないこと、設備が簡単であること、高度な技術を必要としないこと、二酸化炭素の排出が少ないなどを特徴としている。高温度を使わないので、耐熱性の低い鋼材を使用しでき、高温に比べ危険性が少ないので安全設備が複雑でなく簡素化できるため、システムが単純でプラント製造期間が短く、維持費は動力費が少なく人員も少なくてすむ利点を有している。
(2)土壌中に含有される重金属類、有機塩素化合物、揮発性有機化合物などの汚染物質を分解、分離または無害化して清浄な土壌にすることができる。
(3)汚染土壌を処理するための再生資源化プラントは簡便な構造であるため仮設として汚染現場に設置することができる。
(4)本発明の再生資源化プラントは、平成7年から焼却灰等に含まれる重金属類や有機塩素化合物などの実証実験を過去10年間行い、環境庁長官、厚生大臣の承認のもとに、通産大臣から新規事業として該プラントの製造・販売の認定を受けているものを基本としているものであるから信頼性に優れている。
(5)焼却灰に含まれる重金属を、汚染土壌の無害化触媒として加工して再利用することができるので、東京都下九市において、焼却灰の処理を3年間実証し、事故もなく実施することができた焼却灰の処理技術の成果を本発明に応用することができる。
(6)汚染土壌の一部を加工して汚染土壌の処理剤(触媒)として利用できる。
(7)土壌に含有される重金属類のうち、水溶性金属化合物を難溶性金属化合物に替えて、汚染土壌処理用の触媒として有用利用することができる。
(8)有機塩素化合物は加熱処理工程において分解して有害性のない化合物に変換することができる。
The conventional contaminated soil treatment technology is classified into a purification treatment method and a containment method, and the present invention corresponds to a purification treatment that is completely harmless by a reduction treatment with a catalyst at a low temperature.
(1) The present invention has low equipment cost (initial cost), no maintenance cost (running cost), simple equipment, does not require advanced technology, and emits carbon dioxide. It is characterized by few. Since high temperatures are not used, steel materials with low heat resistance can be used, and since there are less dangers compared to high temperatures, safety equipment is not complicated and can be simplified, so the system is simple, the plant manufacturing period is short, and the maintenance costs are power. This has the advantage of lower costs and fewer personnel.
(2) It is possible to make clean soil by decomposing, separating or detoxifying pollutants such as heavy metals, organochlorine compounds and volatile organic compounds contained in the soil.
(3) Since the recyclable resource plant for treating contaminated soil has a simple structure, it can be temporarily installed at the contaminated site.
(4) The recyclable resource plant of the present invention has been conducting verification tests on heavy metals and organochlorine compounds contained in incineration ash, etc. for the past 10 years since 1995, with the approval of the Director-General of the Environment Agency and the Minister of Health and Welfare. It is excellent in reliability because it is based on a new business approved by the Minister of International Trade and Industry as a new business.
(5) Since heavy metals contained in incinerated ash can be processed and reused as a detoxifying catalyst for contaminated soil, the treatment of incinerated ash has been demonstrated for three years in Shimokyu City, Tokyo, without any accidents. The result of the incinerated ash treatment technology that can be applied can be applied to the present invention.
(6) A part of the contaminated soil can be processed and used as a treatment agent (catalyst) for the contaminated soil.
(7) Of the heavy metals contained in the soil, the water-soluble metal compound can be replaced with a hardly soluble metal compound and can be usefully used as a catalyst for treating contaminated soil.
(8) Organochlorine compounds can be decomposed and converted into non-hazardous compounds in the heat treatment step.

従来の焼却灰再資源化プラントシステムフローを示す図面である。It is drawing which shows the conventional incineration ash recycling plant system flow. 従来の焼却灰の無害化処理設備を示す図面である。It is drawing which shows the conventional detoxification processing equipment of incineration ash.

汚染土壌の処理に関して、例えば、「豊洲新市場予定地における土壌汚染対策等に関する専門家会議報告書9.今後東京都がとるべき対策のあり方」には、(1)生涯暴露による人の健康被害を防止する観点から、汚染土壌を直接暴露、汚染地下水等を暴露、または汚染空気を暴露することによる人の健康被害が生じるおそれが継続して防止されること。」とされている。本発明は、継続して暴露させない解決策として、汚染土壌中の有害金属類を水に溶けない地下資源に存在する鉱物資源と同じ物質にして無害化をするとともに、金属以外の有害物質をも分解または揮散させることにより土壌から分離するのである。   Concerning the treatment of contaminated soil, for example, “Report of Expert Meeting on Soil Contamination Countermeasures in Toyosu New Market Plan, etc. 9. What measures should Tokyo take in the future” includes (1) Human health damage due to lifetime exposure. From the standpoint of preventing environmental pollution, the risk of human health damage from direct exposure to contaminated soil, exposure to contaminated groundwater, or exposure to contaminated air should be continuously prevented. It is said that. As a solution to prevent continuous exposure, the present invention detoxifies harmful metals in contaminated soil by making them the same substances as mineral resources existing in underground resources that do not dissolve in water, and also contains harmful substances other than metals. It is separated from the soil by decomposition or volatilization.

本発明は、(1)汚染土壌を乾燥させる、(2)磁性物含有土壌と非磁性土壌に選別する、(3)さらに分級した磁性物含有土壌を微粉砕する、(4)還元炉にて安定金属化合物に分子の組み替えをする、(5)磁性物含有土壌は複合触媒に加工する、(6)非磁性土壌に複合触媒を添加混合する、(7)混合した非磁性土壌を還元炉で処理する、(8)触媒処理して復土可能な土壌として回収する、各工程を実施するための一連の装置より構成されている。   The present invention includes (1) drying contaminated soil, (2) selecting magnetic material-containing soil and non-magnetic soil, (3) further pulverizing the classified magnetic material-containing soil, (4) in a reduction furnace Recombine molecules into stable metal compounds, (5) process magnetic material-containing soil into composite catalyst, (6) add and mix composite catalyst into non-magnetic soil, (7) mix non-magnetic soil in reduction furnace (8) It comprises a series of devices for carrying out each step, which is recovered as soil that can be recovered by catalyst treatment.

本発明の汚染土壌の無害化処理装置には焼却灰処理施設が利用できる。例えば、特開2001−942号公報や特開2000−24625号公報に開示されている焼却灰の無害化・再資源化のための処理装置は、処理物を還元雰囲気中で加熱処理するための加熱装置を有し、本発明の汚染土壌の無害化処理装置と対比すると、主要な処理装置については共通する。したがって、上記の焼却灰処理装置を骨格として本発明の汚染土壌の無害化処理装置を構築することができる。図1には上記文献に記載された還元反応を利用した焼却灰の処理装置のプラントシステムのフロー図を示し、図2には焼却灰の還元加熱装置を示す。   An incineration ash treatment facility can be used for the detoxification device for contaminated soil of the present invention. For example, a processing apparatus for detoxifying and recycling incinerated ash disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-942 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-24625 is used to heat-treat a processed material in a reducing atmosphere. When compared with the detoxification processing apparatus for contaminated soil of the present invention, the main processing apparatus is common in the heating apparatus. Therefore, the detoxification processing apparatus for contaminated soil according to the present invention can be constructed using the incineration ash processing apparatus as a skeleton. FIG. 1 shows a flow chart of a plant system of an incineration ash treatment apparatus using the reduction reaction described in the above-mentioned literature, and FIG. 2 shows an incineration ash reduction heating apparatus.

例えば、本発明を汚染現場において実施する汚染土壌の無害化処理を具体的に説明すると、汚染現場内に約10,000mの仮設工場を設置する。プラントの設置面積は1基につき約1,000m必要であり、同じ仮説工場を10ヶ所に設置してもよい。汚染土壌はショベルカーで掘削して採取し、工場内に設置した再生資源化プラントに運ぶ。掘削した汚染土壌の運搬は工場前に設置する受け入れホッパーに投入し、ホッパーからプラントはベルトコンベアに結ぶ。掘削現場からホッパーまではダンプカーを用いる。 For example, a detoxification process for contaminated soil in which the present invention is carried out at a contaminated site will be described in detail. A temporary factory of about 10,000 m 2 is installed in the contaminated site. The installation area of the plant is about 1,000 m 2 per unit, and the same hypothetical factory may be installed at 10 locations. Contaminated soil is excavated and collected by a shovel car and transported to a recycling plant installed in the factory. The excavated contaminated soil is transported to a receiving hopper installed in front of the factory, and the plant is connected to a belt conveyor from the hopper. A dump truck is used from the excavation site to the hopper.

処理後の浄化された土壌は検査を経て、検査に合格した復土可能な土壌は掘削現場へ埋め戻しする。埋め戻しをする現場の深層に可能な限り、焼却灰から得られる以下に説明する焼却灰の加工物を5〜50cm厚に敷き詰めておくことが好ましい。敷き詰めるに際し、強度調整が可能で液状化対策にもなる。焼却灰の処理物はすべての環境基準値はクリアされたもので触媒性能が強く、脱臭・脱色・殺菌力があるため、焼却灰設置後の土壌の汚染にも有用である。この焼却灰の処理物は、低温度による還元無害化処理により製造されるもので、焼却灰に関しては、本発明者らは10年間の実証もあり実績がある。焼却灰に含有される汚染物質(重金属類、有機塩素化合物など)と土壌に含有される汚染物質(重金属類、揮発性有機化合物など)は、共に減酸素雰囲気による還元反応で触媒により無害化処理できる物質である。   After the treatment, the purified soil is subjected to inspection, and the soil that can be restored is passed back to the excavation site. It is preferable to spread the incinerated ash processed product described below obtained from the incinerated ash to a depth of 5 to 50 cm as much as possible in the deep layer of the site where the material is backfilled. When laying down, the strength can be adjusted and it will be a countermeasure against liquefaction. Treated incineration ash is cleared of all environmental standards, has strong catalytic performance, and has deodorizing, decolorizing, and sterilizing power, so it is also useful for soil contamination after incineration ash installation. This processed product of incineration ash is manufactured by a reduction detoxification process at a low temperature, and the inventor has a proven record of 10 years of incineration ash. Pollutants contained in incinerated ash (heavy metals, organic chlorine compounds, etc.) and pollutants contained in soil (heavy metals, volatile organic compounds, etc.) are both rendered detoxified by a catalyst through a reduction reaction in a reduced oxygen atmosphere. It is a possible substance.

本発明は、上述のように、汚染土壌を掘削除去し、有害物の溶出移動を止め、分解や分離して浄化処理するものであり、現場処理のための仮設設備で使用することができる。汚染された土壌は磁力選別によって磁性物を含有する磁性物土壌と磁性物を含有しない非磁性土壌とに磁気的に選別するが、好ましくは、1次および2次の磁力選別装置を使用し、汚染重金属類を含有する磁性物含有土壌の全体量を少なくして、非磁性土壌に含有される汚染土壌のみをさらに選別機によって選別し土壌に不適切な不純物を取り除く。非磁性土壌は100メッシュ以下に粉砕して還元反応が土壌全体にわたって進行するようにしておくことが好ましい。
本発明において使用する磁力選別装置は、土壌の処理に特有な構造を有する必要はなく、各種の産業で使用されている磁力選別装置から適宜選択して使用される。
As described above, the present invention excavates and removes contaminated soil, stops elution movement of harmful substances, disassembles and separates them, and purifies them, and can be used in temporary facilities for on-site processing. The contaminated soil is magnetically sorted by magnetic sorting into magnetic soil containing magnetic material and non-magnetic soil containing no magnetic material, but preferably using primary and secondary magnetic sorting devices, The total amount of the magnetic material-containing soil containing contaminated heavy metals is reduced, and only the contaminated soil contained in the non-magnetic soil is further sorted by a sorter to remove inappropriate impurities in the soil. The nonmagnetic soil is preferably pulverized to 100 mesh or less so that the reduction reaction proceeds over the entire soil.
The magnetic separator used in the present invention does not need to have a structure peculiar to soil treatment, and is appropriately selected from magnetic separators used in various industries.

選別した非磁性土壌は一定温度で乾燥した後、減酸素雰囲気で加熱処理した磁性物含有土壌および/または焼却灰と混合して減酸素雰囲気または還元雰囲気の還元炉を経由して残渣物となって存在する重金属類を不溶性金属とし復土可能な土壌として回収する。汚染土壌に含まれる揮発性有機化合物は400℃前後の温度を維持する還元炉において気化され、バックフィルタを経由して回収、または無害化される。この無害化された非磁性土壌は盛土などに使用する。非磁性土壌を還元処理するには、還元または減酸素雰囲気中で行い、酸素濃度は6%以下とするのが好ましい。また、還元処理の、300〜600℃、好ましくは350〜450℃の範囲で行われる。   The selected non-magnetic soil is dried at a constant temperature and then mixed with magnetic material-containing soil and / or incinerated ash that has been heat-treated in a reduced oxygen atmosphere to form a residue through a reducing furnace in a reduced or reduced atmosphere. The existing heavy metals are recovered as insoluble metals and soil that can be restored. Volatile organic compounds contained in the contaminated soil are vaporized in a reduction furnace that maintains a temperature of around 400 ° C., and are collected or detoxified via a back filter. This detoxified nonmagnetic soil is used for embankment. In order to reduce the nonmagnetic soil, it is preferably performed in a reducing or oxygen-reducing atmosphere, and the oxygen concentration is preferably 6% or less. The reduction treatment is performed at 300 to 600 ° C., preferably 350 to 450 ° C.

磁性物含有土壌は上記と同じく乾燥後に、比重選別により比重の高い金属は選別除去し、また、ふるいにかけて粗大粒を除去して粉砕機によって微粉末にして、還元炉で不溶性金属の分子の組み替えを行い、触媒として利用できるように造粒して複合触媒となし非磁性土壌の処理に使用する。比重の低い金属類は還元処理により、不溶性金属を含む清浄な土壌に変換処理して、埋め戻し用土壌として使用する。磁性物含有土壌の還元処理は、還元雰囲気または減酸素雰囲気中で行い、酸素濃度は6%以下とするのが好ましい。また、還元処理は、350〜600℃、好ましくは350〜450℃の範囲で行われる。
非磁性土壌と還元処理した磁性物含有土壌の配合割合は、汚染土壌中の重金属の含有量に応じて決められるものであるが、通常は、非磁性土壌100重量部に対して、還元処理した磁性物含有土壌を2〜40重量部、好ましくは5〜20重量部を添加混合して還元処理することにより、汚染土壌の非磁性区分を無害化することができる。汚染土壌に含まれている有害な有機化合物類は、還元処理において分解されるか、揮発されるので、還元処理装置から排出される排ガスの処理により十分対処が可能である。この排ガスは、無害化処理して後乾燥熱源として使用できる。
After drying the magnetic material-containing soil in the same manner as above, high density metal is selected and removed by screening, and coarse particles are removed by sieving to make a fine powder with a pulverizer, and recombination of insoluble metal molecules in a reduction furnace. It is granulated so that it can be used as a catalyst, and it is used for the treatment of non-magnetic soil. Metals having a low specific gravity are converted into clean soil containing insoluble metals by reduction treatment and used as backfill soil. The reduction treatment of the magnetic substance-containing soil is preferably performed in a reducing atmosphere or a reduced oxygen atmosphere, and the oxygen concentration is preferably 6% or less. The reduction treatment is performed in the range of 350 to 600 ° C, preferably 350 to 450 ° C.
The blending ratio of the non-magnetic soil and the reduced magnetic substance-containing soil is determined according to the content of heavy metals in the contaminated soil, but usually the reducing treatment is performed on 100 parts by weight of the non-magnetic soil. By adding and mixing 2 to 40 parts by weight, preferably 5 to 20 parts by weight, of the magnetic substance-containing soil, the nonmagnetic section of the contaminated soil can be rendered harmless. Harmful organic compounds contained in the contaminated soil are decomposed or volatilized in the reduction treatment, and can be adequately dealt with by treating the exhaust gas discharged from the reduction treatment apparatus. This exhaust gas can be detoxified and used as a post-drying heat source.

本発明では、重金属を含む異種金属の混合物である焼却灰を効率よく相互分解させ、重金属塩類並びに金属を複合触媒として製造するにあたり使用される焼却灰を処理するための製造工程(設備)と同様の技術を用いて、汚染土壌の無害化を行い、環境基準値以下の清浄な土壌を生成することができる。清浄な土壌とは、化学的に安定した物質のみを含有する土壌のことを言う。人工的に生成した物質以外は地下資源埋蔵物として地球地殻に存在する金属類であり、それらすべてが資源となりうるもので、人間が掘り出し、精錬して金属資源としている。公害の原因となるものは、一次的に金属化合物が化学反応により不安定な状態に置かれているもので、安定化することにより資源としても利用できる。   In the present invention, the incineration ash which is a mixture of different metals including heavy metals is efficiently mutually decomposed, and the same as the manufacturing process (equipment) for treating the incineration ash used for manufacturing heavy metal salts and metals as a composite catalyst. By using this technique, it is possible to detoxify contaminated soil and to produce clean soil below the environmental standard value. Clean soil refers to soil that contains only chemically stable substances. Except for artificially generated materials, these are metals that exist in the earth's crust as underground resource reserves, all of which can be resources, and humans dig and refine them into metal resources. What causes pollution is a metal compound that is primarily placed in an unstable state by a chemical reaction, and can be used as a resource by stabilization.

以下に本発明の詳細を実施例で説明する。本発明はこれらの実施例によってなんら限定されるものではない。   The details of the present invention will be described in the following examples. The present invention is not limited to these examples.

本発明の汚染土壌無害化装置は乾燥炉、磁性物含有土壌と非磁性土壌を磁気的に分別する磁気選別装置、分級装置、粉砕装置、第1還元反応炉、第2還元反応炉、混合器、排煙処理設備などの設備を有する。   The contaminated soil detoxification device of the present invention is a drying furnace, a magnetic sorting device for magnetically separating magnetic material-containing soil and non-magnetic soil, a classification device, a pulverizing device, a first reduction reaction furnace, a second reduction reaction furnace, and a mixer. , Equipment such as smoke treatment equipment.

汚染土壌としては、ベンゼン、シアン、油分および重金属により汚染された工場跡地から採取した土壌を使用した。
(1)受入・供給設備:受入れ:原灰受入ピット100m3、供給:灰クレーン13ton/h、受入れホッパー10m3、フィーダ15ton/h
(2)汚染土壌乾燥設備に受け入れた汚染土壌を水分10%以下になるまで乾燥。
(3)選別設備:粒度選別:振動篩(スクリーン網目20mm、粒度20mm以上除外、粒度20mm以下次工程へ)、磁力選別装置により磁性物含有土壌と非磁性土壌に選別
(4)磁性物含有土壌を破砕処理:粒度100メッシュ以下に破砕
(5)還元反応設備:温度約600℃、処理時間約40分、酸素濃度約6%で磁性物含有土壌を処理。
主反応:有機塩素化合物の脱塩素化;汚染土壌中のダイオキシン類分解、有機塩素化合物の熱分解または飛散;重金属化合物類に対する還元反応の進行、触媒活性の付与。
(6)破砕・粉砕設備:破砕設備:粒度10〜20mm以下を除去、粉砕処理:粒度100メッシュ(95%)
(7)非磁性土壌に100重量部に、還元処理した磁性物含有土壌15重量部を混合
(8)還元反応設備:処理温度約300℃、処理時間約60分、酸素濃度約6% 加熱源(廃熱利用)
処理した土壌中のダイオキシン類の濃度を測定したところ、「毒性等量」は「0.000」であった。また、土壌中の重金属溶出性の評価実験を行ったところ、重金属類の溶出は認められなかった。
As the contaminated soil, soil collected from the factory site contaminated with benzene, cyanide, oil and heavy metals was used.
(1) Receiving / supplying equipment: receiving: raw ash receiving pit 100 m 3 , supplying: ash crane 13 ton / h, receiving hopper 10 m 3 , feeder 15 ton / h
(2) Dry the contaminated soil received in the contaminated soil drying facility until the moisture content is 10% or less.
(3) Sorting equipment: Grain size sorting: Vibrating sieve (screen mesh 20 mm, excluding grain size 20 mm or more, grain size 20 mm or less to the next process), sorting into magnetic substance-containing soil and non-magnetic soil by magnetic separator (4) Magnetic substance-containing soil Crushing treatment: crushing to a particle size of 100 mesh or less (5) Reduction reaction equipment: treating magnetic material-containing soil at a temperature of about 600 ° C., a treatment time of about 40 minutes, and an oxygen concentration of about 6%.
Main reaction: dechlorination of organic chlorine compounds; decomposition of dioxins in contaminated soil, thermal decomposition or scattering of organic chlorine compounds; progress of reduction reaction for heavy metal compounds, imparting catalytic activity.
(6) Crushing and crushing equipment: crushing equipment: removing particle size of 10-20 mm or less, crushing treatment: particle size 100 mesh (95%)
(7) Mixing 100 parts by weight of non-magnetic soil with 15 parts by weight of reduced magnetic substance-containing soil (8) Reduction reaction equipment: treatment temperature of about 300 ° C., treatment time of about 60 minutes, oxygen concentration of about 6% (Use of waste heat)
When the concentration of dioxins in the treated soil was measured, the “toxic equivalent” was “0.000”. Moreover, when the experiment for evaluating the elution of heavy metals in soil was carried out, no elution of heavy metals was observed.

実施例1と同様にして汚染土壌の処理を行った。還元反応設備の酸素量は3%に設定して、酸素媒体による酸化反応を抑制した。還元的雰囲気内では、特に有害元素等は酸素よりも硫黄と反応しやすく、ケイ酸塩類は逆に硫黄よりも酸素と反応しやすい。   The contaminated soil was treated in the same manner as in Example 1. The amount of oxygen in the reduction reaction facility was set to 3% to suppress the oxidation reaction by the oxygen medium. In a reducing atmosphere, particularly harmful elements are more likely to react with sulfur than oxygen, and silicates are more likely to react with oxygen than sulfur.

(1)乾燥処理工程: 処理炉内温度300℃で汚染土壌の含水率低減(2%以下)
還元反応設備からの排ガスを乾燥に使用。
(2)一次反応処理工程(磁性物含有土壌の還元処理工程)における炉内酸素濃度3% 、温度400℃:二次反応処理工程(非磁性土壌還元処理工程)における炉内酸素濃度3%、温度300℃
(3)非磁性土壌100重量部に対して還元処理した磁性物含有土壌を5重量部混合
効果: 実施例1と同様の処理土壌が得られた。
(1) Drying process: Reduce moisture content of contaminated soil at a processing furnace temperature of 300 ° C (2% or less)
The exhaust gas from the reduction reaction equipment is used for drying.
(2) Furnace oxygen concentration 3% in the primary reaction treatment step (magnetic material-containing soil reduction treatment step), temperature 400 ° C .: Furnace oxygen concentration 3% in the secondary reaction treatment step (non-magnetic soil reduction treatment step), 300 ° C
(3) Mixing 5 parts by weight of magnetic substance-containing soil reduced with respect to 100 parts by weight of non-magnetic soil Effect: The same treated soil as in Example 1 was obtained.

実施例2において、非磁性土壌100重量部に、還元処理後の磁性物含有土壌を5重量部と焼却灰触媒を5重量部添加して、非磁性土壌を還元処理した。処理後の土壌は、ダイオキシンなどの有害化合物、揮発性の有機化合物などは含有せず、土壌中に含まれていた重金属類も不溶化され、それらの試験結果は実施例2よりも優れていた。   In Example 2, 5 parts by weight of magnetic substance-containing soil after reduction treatment and 5 parts by weight of incineration ash catalyst were added to 100 parts by weight of nonmagnetic soil to reduce the nonmagnetic soil. The soil after the treatment did not contain harmful compounds such as dioxins, volatile organic compounds, etc., and heavy metals contained in the soil were insolubilized, and the test results were superior to those of Example 2.

実施例1において、還元処理された磁性物含有土壌に換えて、下記の焼却灰触媒を15重量部混合して非磁性土壌を還元処理したところ実施例1と同様の無害化処理した土壌が得られた。   In Example 1, instead of the reduced magnetic substance-containing soil, 15 parts by weight of the following incineration ash catalyst was mixed to reduce the non-magnetic soil, and the same detoxified soil as in Example 1 was obtained. It was.

これまでに記載し、また実施例などで使用した触媒能と吸着能を賦活させた焼却灰(単に焼却灰とも言う。)の製造およびその特性について以下に詳細に記載する。この焼却灰は、触媒活性、吸着、脱臭特性を有する。汚染土壌100重量部に2〜30重量部を添加混合し、300〜600℃において還元処理することにより、汚染土壌を無害化することができる。この無害化処理には、還元処理した磁性物含有土壌は必ずしも必要とはされない。   The production and characteristics of incinerated ash (also simply referred to as incinerated ash) that have been described so far and that have been activated in the catalytic ability and adsorption ability used in the examples and the like are described in detail below. This incinerated ash has catalytic activity, adsorption, and deodorizing properties. By adding and mixing 2 to 30 parts by weight with 100 parts by weight of the contaminated soil and performing a reduction treatment at 300 to 600 ° C., the contaminated soil can be rendered harmless. This detoxification treatment does not necessarily require reduction-treated magnetic substance-containing soil.

〔触媒能と吸着能を賦活させた焼却灰〕
汚染土壌の無害化処理に使用される焼却灰とは、都市ごみ廃棄物を焼却により中間処理をした焼却灰を、酸素低減雰囲気または還元雰囲気の空間を持つ還元炉で、チタン系金属酸化物と接触させることにより、重金属類を含む異種金属化合物の混合物である焼却灰を効率よく相互分解・反応させ、重金属類を難溶性金属化合物に変化させるとともに触媒能と吸着能を賦活化させ、触媒に再加工することを特徴とする焼却灰の触媒能と吸着能の賦活化させた触媒を製造するものである。
以下に、この焼却灰についてその製造方法および特性について詳細に説明する。
[Incinerated ash with activated catalytic ability and adsorption capacity]
Incineration ash used for detoxification of contaminated soil refers to incineration ash that has been subjected to intermediate treatment of municipal waste waste by incineration in a reduction furnace with a space of oxygen reduction atmosphere or reduction atmosphere. By contacting them, the incineration ash, which is a mixture of different metal compounds containing heavy metals, can be efficiently decomposed and reacted to convert heavy metals into sparingly soluble metal compounds and activate catalytic and adsorption capacities. A catalyst with activated catalytic capacity and adsorption capacity of incinerated ash, which is characterized by reprocessing, is produced.
Hereinafter, the production method and characteristics of the incinerated ash will be described in detail.

[焼却灰]
原料とする焼却灰としては、都市ごみの一般焼却灰が典型的な例であるが、各種の金属化合物を含む焼却灰であれば利用することができる。焼却灰の他の例としては、活性汚泥、下水汚泥、消化汚泥などの汚泥類の焼却灰、産業廃棄物の焼却灰を挙げることができる。有害なダイオキシン類を含有しない焼却灰であることが望ましい。これらの中にはカドミウム、鉛、六価クロムのような有害物質が含有されている場合がある。しかも、有害物質の種類、含有量は常に変動する。それらの変動に対応した確実な焼却灰の処理方法であるとも言える。
[Incineration ash]
A typical example of incineration ash used as a raw material is general incineration ash from municipal waste, but incineration ash containing various metal compounds can be used. Other examples of incineration ash include incineration ash of sludges such as activated sludge, sewage sludge and digested sludge, and incineration ash of industrial waste. Incineration ash that does not contain harmful dioxins is desirable. Some of these contain harmful substances such as cadmium, lead, and hexavalent chromium. Moreover, the types and contents of harmful substances are constantly changing. It can be said that it is a reliable method of treating incineration ash corresponding to these fluctuations.

[焼却灰を微粉状に粉砕処理すること]
焼却灰を触媒として利用するには、焼却灰の金属成分を難溶性金属化合物に変えることが必要であり、また、触媒性能を高くするためには金属成分の表面を広げるために焼却灰を微粉砕にしなければならない。焼却灰を微粉化することにより生成した金属化合物の表面積が大きくなり触媒活性が大となり、添加するチタンの酸化物との反応性、ならびに、焼却灰の重金属類を含む異種金属化合物の混合物間あるいは添加するチタンの酸化物との相互分解・反応が良好となる。触媒製造方法において、被処理焼却灰の表面積を拡大する粉砕処理工程、好ましくは100〜300メッシュ、さらに好ましくは150〜200メッシュの微粒子に粉砕処理する粉砕処理工程を還元反応処理工程の前に設けることが好適である。
[Crushing incineration ash into fine powder]
In order to use incineration ash as a catalyst, it is necessary to change the metal component of the incineration ash to a sparingly soluble metal compound, and in order to increase the catalytic performance, the incineration ash must be finely expanded to widen the surface of the metal component. Must be crushed. The surface area of the metal compound produced by pulverizing the incinerated ash is increased, the catalytic activity is increased, the reactivity with the titanium oxide to be added, and between the mixture of different metal compounds including heavy metals of the incinerated ash or Mutual decomposition and reaction with the oxide of titanium to be added becomes good. In the catalyst manufacturing method, a pulverization treatment step for expanding the surface area of the incinerated ash to be treated, preferably a pulverization treatment step for pulverizing fine particles of 100 to 300 mesh, more preferably 150 to 200 mesh, is provided before the reduction reaction treatment step. Is preferred.

[チタンの酸化物]
原材料の一部として、焼却灰にチタンの酸化物を添加する。
一般に、触媒には金属触媒、金属酸化物触媒などがある。金属元素の中の遷移金属である鉄、コバルト、ニッケル、銅および白金属であるルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、白金は水素分子を解離して、水素原子にして活性化を高める。普通、水素分子を解離するエネルギーは約450キロジュールのエネルギーがないと解離されないが水素原子はニッケル、ロジウム、白金などの表面上では、室温で容易に解離してニッケル、ロジウム、白金上に吸着する。この解離をさせる原動力は金属表面の水素原子に対する化学親和力である。解離した水素原子は反応性に富み、金属表面に近づいてくる炭化水素(エチレンやプロピレンなど)に付加したり、炭素と酸素の化合物など有機化合物に付加して水素化生成物をつくる。また、白金属や鉄、コバルト、ニッケルは炭化水素のC−H結合をも解離して水素化分解も行う。このように触媒は金属分子を活性のある金属原子にして、化学反応を熱源にたよらず、促進する力をもっている。
[Titanium oxide]
Add titanium oxide to incineration ash as part of the raw material.
In general, the catalyst includes a metal catalyst and a metal oxide catalyst. Among the metal elements, transition metals such as iron, cobalt, nickel, copper, and white metals such as ruthenium, rhodium, palladium, osmium, iridium, and platinum dissociate hydrogen molecules to form hydrogen atoms and increase activation. Normally, the energy to dissociate hydrogen molecules is not dissociated without about 450 kilojoules of energy, but hydrogen atoms dissociate easily on the surface of nickel, rhodium, platinum, etc. at room temperature and adsorb on nickel, rhodium, platinum. To do. The driving force for this dissociation is the chemical affinity for hydrogen atoms on the metal surface. The dissociated hydrogen atoms are highly reactive and are added to hydrocarbons approaching the metal surface (such as ethylene and propylene) or added to organic compounds such as carbon and oxygen compounds to produce hydrogenated products. In addition, white metal, iron, cobalt, and nickel also dissociate hydrocarbon C—H bonds and perform hydrogenolysis. In this way, the catalyst has the ability to convert a metal molecule into an active metal atom and promote a chemical reaction without depending on a heat source.

焼却灰中には、ナトリウム、マグネシウム、アルミニウム、ケイ素、リン、硫黄、塩素、カリウム、カルシウム、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、銅、亜鉛、ホウ素などの元素のほかに未燃カーボンCが含まれており、金属や非金属の化合物から成る混合物である。表1に焼却灰の含有される金属の種類と含有量の季節変動を示す。焼却灰含有金属の中では、アルミニウム、ケイ素、塩素、カルシウム、鉄の含有量が大きな値を示している。   Incinerated ash contains unburned carbon C in addition to elements such as sodium, magnesium, aluminum, silicon, phosphorus, sulfur, chlorine, potassium, calcium, titanium, vanadium, chromium, manganese, iron, copper, zinc, and boron. It is a mixture of metallic and non-metallic compounds. Table 1 shows the seasonal variation in the types and contents of metals contained in incineration ash. Among the incinerated ash-containing metals, the contents of aluminum, silicon, chlorine, calcium, and iron are large.

このように焼却灰の中には、典型元素が多く、遷移元素は少ない。遷移金属のチタン、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、銅、亜鉛などは酸素との結合が強すぎて金属酸化物となってしまうため、反応(燃焼)系は酸素量を6%以下に減らした低酸素状態あるいは還元状態の空間で加熱処理することにより触媒が製造できる。遷移金属酸化物は酸化反応に活性を示すものと、脱水素反応に活性を示すものに分けられ、例えば、Fe23、Cr23は水素分子が存在していても金属状態に還元されないので脱水素に対して良い触媒となる。焼却灰中のCrはCrO3として水に溶け易い化合物の形態で存在するので、水素との反応によりCr(OH)3となり、またCr(OH)3の燃焼工程により、安定不溶化のCr23となる。一方、SiO2、Al23、MgOなどの典型金属酸化物は反応分子と酸塩基相互作用をし、反応分子にプロトンを与えたり、反応分子からプロトンを引き抜いたりして分子を活性化する。本発明の触媒は、主成分として、酸化鉄(Fe34)、チタンの酸化物(TiOなど)、酸化カリウム(K2O)、アルミナ(Al23)、酸化カルシウム(CaO)、シリカ(SiO2)、酸化マグネシウム(MgO)などを含んでいる。焼却灰は、反応器内での粒子の外表面積が大きいほど活性が大きくなるので粒径は小さいほどよい。 Thus, incineration ash has many typical elements and few transition elements. Since transition metals such as titanium, vanadium, chromium, manganese, iron, copper, and zinc are too strong to bond with oxygen and become metal oxides, the reaction (combustion) system has reduced the oxygen content to 6% or less. A catalyst can be produced by heat treatment in a low oxygen state or a reduced state space. Transition metal oxides are divided into those that are active in oxidation reactions and those that are active in dehydrogenation reactions. For example, Fe 2 O 3 and Cr 2 O 3 are reduced to a metallic state even in the presence of hydrogen molecules. This is a good catalyst for dehydrogenation. Since Cr in the incinerated ash exists in the form of a compound that is easily soluble in water as CrO 3 , it becomes Cr (OH) 3 by reaction with hydrogen, and is stably insolubilized Cr 2 O by the combustion process of Cr (OH) 3. 3 On the other hand, typical metal oxides such as SiO 2 , Al 2 O 3 , and MgO interact with a reaction molecule and acid-base, and activate the molecule by giving a proton to the reaction molecule or drawing a proton from the reaction molecule. . The catalyst of the present invention contains, as main components, iron oxide (Fe 3 O 4 ), titanium oxide (TiO 2 or the like), potassium oxide (K 2 O), alumina (Al 2 O 3 ), calcium oxide (CaO). , Silica (SiO 2 ), magnesium oxide (MgO), and the like. Incineration ash has a larger activity as the outer surface area of the particles in the reactor increases, so the smaller the particle size, the better.

触媒能と吸着能の賦活化された焼却灰を製造する原材料としては焼却灰とチタンの酸化物を主要成分とするものであり、チタンの酸化物としては、例えば、酸化チタン、チタン酸塩またはチタン複合酸化物としてチタン酸カルシウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸鉄、チタン酸カリウム、チタン酸ナトリウム、チタン酸アルミニウム、ニッケル、コバルト、ジルコニウム、チタンを含む複合酸化物などを挙げることができる。また、チタン鉱石と称されている、イルメナイト、ゲイキ石、バイロファン石などの粉砕物を特別な処理を施すことなく用いることができる。
焼却灰としては、上記のとおり都市ごみの一般焼却灰が典型的な例であるが、各種の金属化合物を含む焼却灰であれば利用することができる。焼却灰の他の例としては、活性汚泥、下水汚泥、消化汚泥などの汚泥類の焼却灰を挙げることができる。焼却灰には上記チタンの酸化物をチタンとして0.0001〜0.01重量%、好適には0.0005〜0.005重量%、さらに好適には0.001〜0.005重量%添加混合し加熱処理することにより、燃焼灰に含有される金属化合物間との反応が生起されて本発明の触媒(触媒能と吸着能の賦活化された焼却灰)が製造される。
The raw material for producing incinerated ash with activated catalytic ability and adsorption capacity is mainly composed of incinerated ash and titanium oxide. Examples of titanium oxide include titanium oxide, titanate or Examples of the titanium composite oxide include calcium oxide, magnesium titanate, iron titanate, potassium titanate, sodium titanate, aluminum titanate, nickel, cobalt, zirconium, and a composite oxide containing titanium. Further, a pulverized material such as ilmenite, geiki stone, and vilophanite called titanium ore can be used without any special treatment.
As incineration ash, general incineration ash of municipal waste is a typical example as described above, but incineration ash containing various metal compounds can be used. Other examples of incineration ash include incineration ash of sludges such as activated sludge, sewage sludge, and digested sludge. Incineration ash 0.0001 to 0.01 wt%, preferably 0.0005 to 0.005 wt%, more preferably 0.001 to 0.005 wt% of titanium oxide as titanium By carrying out heat treatment, a reaction between the metal compounds contained in the combustion ash occurs, and the catalyst of the present invention (incinerated ash with activated catalytic ability and adsorption ability) is produced.

[焼却灰とチタンの酸化物を混合すること]
一般廃棄物、下水汚泥、産業廃棄物などの焼却灰の再焼成に先だってチタンの酸化物を添加し、上記割合となるように調整する。再焼成する時には、原料焼却灰に含まれるチタン(チタンの酸化物)量の確認が必要で、原料焼却灰に含まれるチタン(チタンの酸化物)量を勘案して添加するチタンの酸化物の量を決める。したがって、再焼却時に粉体状のチタンの酸化物を添加して焼却する。そのようにすれば、チタンの酸化物の触媒作用で、重金属類を含む異種金属化合物の混合物である焼却灰を300℃前後の低い温度で効率よく相互分解・反応させ、重金属類を難溶性金属化合物に変化させるとともに触媒能と吸着能を賦活化させ、触媒に再加工することができる。
[Mixing incineration ash and titanium oxide]
Prior to refiring incineration ash such as general waste, sewage sludge, and industrial waste, oxides of titanium are added and adjusted so that the above ratio is obtained. When refiring, it is necessary to check the amount of titanium (titanium oxide) contained in the raw incineration ash, and the amount of titanium oxide added in consideration of the amount of titanium (titanium oxide) contained in the raw incineration ash Decide the amount. Therefore, incineration is performed by adding powdered titanium oxide during re-incineration. By doing so, incineration ash, which is a mixture of dissimilar metal compounds containing heavy metals, can be efficiently decomposed and reacted at a low temperature of around 300 ° C. by the catalytic action of titanium oxide, and heavy metals are hardly soluble metals. It can be reprocessed into a catalyst by changing to a compound and activating the catalytic ability and adsorption ability.

[低酸素雰囲気または還元雰囲気において加熱すること]
通常、焼却灰は金属もしくは非金属元素の酸化物の混合体であり、場合によっては毒性物質の発生もあり得るため、酸化反応を極力小さくし、金属酸化物を金属状態に近づけると同時に共存する金属類間の反応を促進するために不活性ガス雰囲気下または還元雰囲気下に加熱することが好適である。チタンの酸化物の存在下、低酸素雰囲気または還元雰囲気においては、焼却灰から触媒を製造する工程において、焼却灰中に含まれる有害物質の除去または無害化することができる。通常、焼却灰からダイオキシン類を分解除去するには、ダイオキシン類の完全な分解を考慮して、処理温度は雰囲気温度900℃前後とすることが好適であるとされている。炉内温度800〜900℃で処理する加熱処理工程を設けて、焼却灰の含水率を短時間で低減(2%以下)する場合には、同時に排ガス中のダイオキシン類の熱分解を行ってもよい。しかし、この乾燥工程は必ずしも必要ではなく、ダイオキシン類の除去を次の還元加熱工程と同時に行なうほうが好ましい。
[Heating in a low oxygen or reducing atmosphere]
Incineration ash is usually a mixture of oxides of metals or non-metallic elements, and in some cases, toxic substances can be generated, so the oxidation reaction is minimized and the metal oxides are brought close to the metallic state and coexist at the same time. In order to promote the reaction between metals, it is preferable to heat in an inert gas atmosphere or a reducing atmosphere. In the presence of titanium oxide, in a low oxygen atmosphere or a reducing atmosphere, harmful substances contained in the incineration ash can be removed or detoxified in the step of producing the catalyst from the incineration ash. Usually, in order to decompose and remove dioxins from incineration ash, it is considered that the treatment temperature is preferably set to an ambient temperature of about 900 ° C. in consideration of complete decomposition of dioxins. When a heat treatment process is performed at a furnace temperature of 800 to 900 ° C. to reduce the moisture content of the incinerated ash in a short time (2% or less), dioxins in the exhaust gas may be pyrolyzed at the same time. Good. However, this drying step is not always necessary, and it is preferable to remove dioxins simultaneously with the subsequent reduction heating step.

反応雰囲気の調整には不活性ガスが使用される、例えば、窒素(N2)ガスを循環使用する。不活性ガスとして窒素(N2)ガスを使用すると、窒素ガスの分子量は28であり、その熱的特性(熱容量、熱伝導度、伝熱係数等)は、分子量が29の空気とほとんど差がないので、両者の乾燥特性には変わりがない。加熱機から乾燥装置へ送りこまれるガスの温度、湿度は常に一定でないと安定した運転が保持できないので、加熱器へのリターンも温度条件が一定となるよう、ガスの熱交換を行う熱回収器をつけることが好適である。 An inert gas is used to adjust the reaction atmosphere. For example, nitrogen (N 2 ) gas is circulated. When nitrogen (N 2 ) gas is used as the inert gas, the molecular weight of nitrogen gas is 28, and its thermal characteristics (heat capacity, thermal conductivity, heat transfer coefficient, etc.) are almost different from air with a molecular weight of 29. There is no change in the drying characteristics of both. Since stable operation cannot be maintained unless the temperature and humidity of the gas sent from the heater to the drying device are always constant, a heat recovery unit that performs gas heat exchange so that the temperature condition is also constant for the return to the heater. It is suitable to attach.

触媒能と吸着能の賦活化された焼却灰(以下、単に、触媒とも称する。)を製造するには、焼却灰とチタンの酸化物を混合した後、低酸素雰囲気または還元雰囲気で加熱することにより行なうが、これは、雰囲気による酸化反応を極力小さくし、金属酸化物を金属状態に近づけると同時に共存する金属類間の反応を促進することを目的とする。触媒製造方法において、被処理焼却灰の表面積を拡大する粉砕処理工程、好ましくは100〜300メッシュの微粒子に粉砕処理する粉砕処理工程を還元反応処理工程の前に設けることが好適である。還元反応処理工程においては、好ましくは焼却灰温度約300℃〜600℃(炉内温度300〜900℃)に、時間20分〜40分維持することにより焼却灰中の金属類とチタンの酸化物との反応が進行する。焼却灰とチタンの酸化物を加熱処理した後に、安定化処理工程を設けることにより、生成した触媒の活性を賦活させ安定化することが好適である。この安定化反応処理工程においては、好ましくは処理温度200℃〜450℃に、時間40分〜60分維持することにより行なわれる。   In order to produce incinerated ash with activated catalytic ability and adsorption ability (hereinafter also referred to simply as catalyst), the incinerated ash and titanium oxide are mixed and then heated in a low oxygen atmosphere or a reducing atmosphere. The purpose of this is to minimize the oxidation reaction by the atmosphere and to promote the reaction between the coexisting metals simultaneously with bringing the metal oxide close to the metal state. In the catalyst production method, it is preferable to provide a pulverization treatment step for expanding the surface area of the incinerated ash to be treated, preferably a pulverization treatment step for pulverizing the fine particles of 100 to 300 mesh before the reduction reaction treatment step. In the reduction reaction treatment step, preferably, the incineration ash temperature is maintained at about 300 ° C. to 600 ° C. (furnace temperature 300 to 900 ° C.) for 20 to 40 minutes, so that the oxides of metals and titanium in the incineration ash The reaction proceeds with. It is preferable to activate and stabilize the activity of the produced catalyst by providing a stabilization treatment step after heat treating the incinerated ash and the oxide of titanium. This stabilization reaction treatment step is preferably carried out by maintaining the treatment temperature at 200 to 450 ° C. for 40 to 60 minutes.

[触媒能と吸着能の賦活化された焼却灰]
本触媒(触媒能と吸着能の賦活化された焼却灰)の成分組成は明らかではないが、主成分としてはチタン複合金属や酸化鉄、アルミナ、カルシウム、シリカ、マグネシウムなどを含有する難溶性の化合物からなるものと考えられる。本発明により製造された触媒の溶出試験を行ったところ表2の結果を得た。カドミウム、鉛、六価クロム、砒素、水銀およびセレン化合物の溶出はほとんど無いことが判明した。
[Incineration ash with activated catalytic capacity and adsorption capacity]
The component composition of this catalyst (incinerated ash with activated catalytic capacity and adsorption capacity) is not clear, but the main component is a poorly soluble material containing titanium composite metal, iron oxide, alumina, calcium, silica, magnesium, etc. It is thought to consist of compounds. When the elution test of the catalyst manufactured by this invention was done, the result of Table 2 was obtained. It was found that there was almost no elution of cadmium, lead, hexavalent chromium, arsenic, mercury and selenium compounds.

焼却灰には種々の元素が含有されているが、原子、分子、結晶の面から化合物を解離し、触媒の活性力と元素の性質の相乗効果により再生資源とする。得られる製品は、焼却灰低温再焼却用触媒、脱水反応または水素付加反応触媒、および脱臭触媒として有用な触媒としてのみでなく、農業関係資材として土壌改良材、肥料、養豚・養鶏の脱臭剤、土木建築資材としては地盤改良材、煉瓦・ブロック、融雪材など利用範囲が広い。   Incinerated ash contains various elements, but compounds are dissociated from the atoms, molecules, and crystals, and are used as recycled resources due to the synergistic effect of catalyst activity and element properties. The product obtained is not only useful as a catalyst for incineration ash low-temperature re-incineration catalyst, dehydration reaction or hydrogenation reaction catalyst, and deodorization catalyst, but also as soil-related materials, fertilizer, hog raising and poultry deodorizing agents as agricultural materials, As civil engineering and building materials, there are a wide range of uses such as ground improvement materials, bricks / blocks, and snow melting materials.

次に、焼却灰の処理法および生成物の特性について具体的に説明する。
〔例1〕
Next, the processing method of incineration ash and the characteristic of a product are demonstrated concretely.
[Example 1]

例1での焼却灰サンプルは、ストーカ炉方式の焼却場および流動床炉方式の焼却場より採取したものを使用した。本発明の触媒製造装置は、焼却灰再資源化プラントシステムの還元反応設備、安定化反応設備、排煙処理設備などの設備を有する。   Incinerated ash samples in Example 1 were collected from a stoker furnace type incinerator and a fluidized bed furnace type incinerator. The catalyst production apparatus of the present invention has facilities such as a reduction reaction facility, a stabilization reaction facility, and a flue gas treatment facility of an incineration ash recycling plant system.

(1)受入・供給設備:受入れ:原灰受入ピット100m3、供給:灰クレーン13ton/h、受入れホッパー10m3、フィーダ15ton/h
(2)選別設備:粒度選別:振動篩(スクリーン網目50mm、粒度50mm以上除外、粒度50mm以下次工程へ)鉄分選別:磁選機〔鉄分除外(比較的粗大な鉄分)〕
(3)破砕処理:粒度100メッシュ以下に破砕
(4)還元反応設備:雰囲気温度約900℃、焼却灰温度約600℃、処理時間約40分、添加剤(チタンの複合酸化物)、酸素濃度約6%、加熱源(A重油)
主反応:有機塩素化合物の脱塩素化;灰中のダイオキシン類分解、有機塩素化合物の熱分解;炉内のダイオキシン類分解;重金属化合物とチタンの複合酸化との反応、触媒活性の付与
(5)破砕・粉砕設備:破砕設備:粒度10〜20mm以下、鉄分選別:鉄分除去(比較的微細な鉄分)、粉砕処理:粒度100メッシュ(95%)
(6)安定化反応設備:処理温度約200℃、処理時間約60分、酸素濃度約6% 加熱源(廃熱利用)
製造した触媒中のダイオキシン類濃度を測定したところ、「毒性等量」は「0.000」であった。また、生成物の重金属溶出性の評価実験を行ったところ、重金属類の溶出はほとんど認められなかった。
〔例2〕
(1) Receiving / supplying equipment: receiving: raw ash receiving pit 100 m 3 , supplying: ash crane 13 ton / h, receiving hopper 10 m 3 , feeder 15 ton / h
(2) Sorting equipment: Particle size sorting: Vibrating sieve (screen mesh 50 mm, particle size 50 mm or more excluded, particle size 50 mm or less to the next process) Iron sorting: Magnetic separator [Iron exclusion (relatively coarse iron)]
(3) Crushing treatment: Crushing to a particle size of 100 mesh or less (4) Reduction reaction equipment: Atmospheric temperature of about 900 ° C., incineration ash temperature of about 600 ° C., processing time of about 40 minutes, additive (complex oxide of titanium), oxygen concentration About 6%, heating source (A heavy oil)
Main reaction: Dechlorination of organic chlorine compounds; Decomposition of dioxins in ash; Thermal decomposition of organic chlorine compounds; Decomposition of dioxins in furnaces; Reaction of heavy metal compounds and composite oxidation of titanium, imparting catalytic activity (5) Crushing and crushing equipment: crushing equipment: particle size of 10 to 20 mm or less, iron sorting: iron removal (relatively fine iron), crushing treatment: particle size 100 mesh (95%)
(6) Stabilization reaction equipment: Processing temperature of about 200 ° C, processing time of about 60 minutes, oxygen concentration of about 6% Heating source (utilizing waste heat)
When the concentration of dioxins in the produced catalyst was measured, the “toxic equivalent” was “0.000”. Moreover, when the evaluation experiment of the heavy metal elution property of the product was conducted, the elution of heavy metals was hardly recognized.
[Example 2]

焼却灰サンプルはストーカ炉方式の焼却場より採取したものを使用した。例1と同様にして本発明の触媒を製造した。焼却灰化から触媒を製造する再資源化プラントシステムは、乾燥処理設備、還元反応設備、安定化処理設備を有し、例1の設備に乾燥処理設備を付属させたものである。酸素量は3%に設定して、酸素媒体による反応を抑制した。還元的雰囲気内では、特に有害元素等は酸素よりも硫黄と反応しやすく、ケイ酸塩類は逆に硫黄よりも酸素と反応しやすい。   The incinerated ash sample was taken from a stoker furnace type incinerator. The catalyst of the present invention was produced in the same manner as in Example 1. A recycling plant system for producing a catalyst from incineration ashing has a drying treatment facility, a reduction reaction facility, and a stabilization treatment facility, and the drying treatment facility is attached to the facility of Example 1. The amount of oxygen was set to 3% to suppress the reaction by the oxygen medium. In a reducing atmosphere, particularly harmful elements are more likely to react with sulfur than oxygen, and silicates are more likely to react with oxygen than sulfur.

(1)ダイオキシン類分解処理 乾燥処理工程 処理 炉内温度800〜900℃ 効果 焼却灰の含水率低減(2%以下)
排ガス中のダイオキシン類の熱分解 粉砕処理工程 処理 乾燥焼却灰を粒度100メッシュ以下に粉砕 効果 焼却灰の表面積増大による反応速度向上及び安定化
(2)一次反応処理工程(還元処理工程) 処理: 添加剤(主成分:酸化チタン)を混入 炉内酸素濃度3% 、排煙処理設備:排ガス急冷装置+バグファイルタ
効果: 焼却灰中のダイオキシン類の脱塩素化および熱分解 、重金属溶出防止
〔例3〕
(1) Dioxin decomposition treatment Drying treatment treatment Furnace temperature 800-900 ° C Effect Reduction of moisture content of incinerated ash (2% or less)
Thermal decomposition of dioxins in flue gas Grinding treatment process Treatment Dry incineration ash is pulverized to a particle size of 100 mesh or less Effect of reaction rate improvement and stabilization by increasing surface area of incineration ash (2) Primary reaction treatment process (reduction treatment process) Treatment: Addition Mixing agent (main component: titanium oxide) Oxygen concentration in furnace 3%, flue gas treatment equipment: exhaust gas quenching device + bug filter Effect: Dechlorination and thermal decomposition of dioxins in incineration ash, prevention of heavy metal elution [Example 3]

醤油糟から油脂を分離するにあたり触媒を使用した。醤油糟には大豆、小麦の脂肪分が約18%含有している。乾燥させた醤油糟と脂肪を分離するために醤油糟50gに上記触媒を10g添加して混練し、5時間放置した。触媒を添加した容器には5gの油脂が確認された。本例における油脂の分離は、触媒の作用により、電子受容性の高い水素が付加結合をして油脂を分離したものと考察される。
〔例4〕
A catalyst was used to separate the fat from the soy sauce cake. Soy sauce cake contains about 18% fat of soybean and wheat. In order to separate the dried soy sauce cake and fat, 10 g of the above catalyst was added to 50 g of soy sauce cake and kneaded and left for 5 hours. 5 g of fats and oils were confirmed in the container to which the catalyst was added. The separation of the fats and oils in this example is considered to be caused by the addition of hydrogen having high electron accepting properties due to the action of the catalyst to separate the fats and oils.
[Example 4]

養豚場の床1m当たりを例1で製造した還元処理焼却灰を20g散布して、約10分間経過後には床からの匂いは完全に消失した。
〔例5〕
20 g of the reduced incineration ash produced in Example 1 was sprayed per 1 m 2 of the floor of the pig farm, and the odor from the floor disappeared completely after about 10 minutes.
[Example 5]

例1で製造した還元処理焼却灰を用い、家畜糞尿臭の脱臭効果を試験した。養鶏場の鶏糞1kgに、本発明の還元処理した焼却灰を50g添加し撹拌して均一に混合した後、約10分間経過後の鶏糞の匂いを5人の被験者により測定した。脱臭前後における嗅覚臭気の変化を調べたところ5人の被験者は全て鶏糞のにおいは完全に消失したと判断した。比較例として、150メッシュに粉砕した無処理の焼却灰により鶏糞を同様に処理したところ、被験者全員が臭気は僅かに減少したと判断したに過ぎなかった。
〔例6〕
Using the reduced incineration ash produced in Example 1, the deodorizing effect of livestock manure odor was tested. After adding 50 g of the reduced incineration ash of the present invention to 1 kg of chicken manure in the poultry farm and stirring and mixing uniformly, the smell of chicken manure after about 10 minutes was measured by five subjects. When the change in olfactory odor before and after deodorization was examined, all five subjects judged that the smell of chicken manure had completely disappeared. As a comparative example, chicken dung was similarly treated with untreated incinerated ash crushed to 150 mesh, and all the subjects judged that the odor was slightly reduced.
[Example 6]

例1で製造した還元処理焼却灰により家庭用ゴミから生成した汚水により汚染され悪臭のある土壌の改良を行なった。汚染土壌1kgに対し本発明の土壌改良材を50g添加し十分に撹拌することにより、土壌のべたつきは解消し、汚水に基づく悪臭は感じなくなった。こうした土壌改良効果は長期間維持された。
〔例7〕
The reduction-treated incinerated ash produced in Example 1 was used to improve soil that was contaminated with sewage generated from household waste and had a bad odor. By adding 50 g of the soil conditioner of the present invention to 1 kg of contaminated soil and stirring sufficiently, the stickiness of the soil was eliminated, and the odor based on the sewage was not felt. These soil improvement effects were maintained for a long time.
[Example 7]

土壌が重金属により汚染されしかも含水量が多くて取り扱いが困難であった土壌の1kgに対し、実施例2で製造した還元処理焼却灰を100g添加し十分に撹拌した。土壌改良材により処理した汚染土壌は、ハンドリング性が改善され、土壌浄化処理のために汚染場所より処理場へと運び出すことが可能となった。   100 kg of the reduced incineration ash produced in Example 2 was added to 1 kg of soil that was contaminated with heavy metals and difficult to handle due to its high water content, and was sufficiently stirred. Contaminated soil treated with the soil amendment material has improved handling and can be transported from the contaminated site to the treatment plant for soil purification treatment.

本発明は、汚染土壌の無害化処理装置であって、(1)汚染土壌を乾燥させる装置、(2)乾燥汚染土壌を磁性物含有土壌と非磁性土壌に選別する装置、(3)磁性物含有土壌の分級および粉砕装置、(4)磁性物含有土壌を還元雰囲気中で加熱処理する装置、(5)非磁性土壌と磁性物含有土壌を混合する装置、(6)混合した土壌を還元雰囲気中で加熱処理する装置、(6)処理した土壌を復土可能な土壌として回収する装置を有する汚染土壌の無害化処理装置に係るものであり、本発明は、設備費(イニシャルコスト)が廉価であること、維持費(ランニングコスト)がかからないこと、設備が簡単であること、高度な技術を必要としないこと、二酸化炭素の排出が少ないなどを特徴とし、さらに、高温度を使わないので建設用の鋼材費が安く、高温に比べ危険性が少ないので安全設備が簡素化できるため、システムが単純でプラント製造期間が短く、維持費は動力費が少なく人員も少なくてすむ利点を有している。   The present invention is a detoxification device for contaminated soil, (1) an apparatus for drying contaminated soil, (2) an apparatus for sorting dry contaminated soil into magnetic material-containing soil and non-magnetic soil, and (3) magnetic material. Equipment for classifying and crushing contained soil, (4) equipment for heat-treating magnetic substance-containing soil in a reducing atmosphere, (5) equipment for mixing non-magnetic soil and magnetic substance-containing soil, (6) reducing atmosphere for mixed soil The present invention relates to a detoxification device for contaminated soil having a device for heat treatment in the inside, and (6) a device for recovering the treated soil as a soil that can be restored, and the present invention has a low equipment cost (initial cost). It is characterized by low maintenance costs (running costs), simple facilities, no need for advanced technology, low carbon dioxide emissions, and construction without using high temperatures. Steel for Cheaper, because since the low risk can be simplified safety equipment compared to high temperature, the system is shorter simple plant production period, maintenance costs has the advantage that only a small number of persons less power cost.

また、本発明は、汚染土壌の無害化処理に、汚染土壌の一部を加工して無害化処理用触媒として使用するものであり、薬品類の使用することなく土壌に含有する重金属類、有機塩素化合物、揮発性有機化合物などの汚染物質を分解、分離または無害化して清浄な土壌にすることができる。また、本発明の汚染土壌を処理するための再生資源化プラントは簡便な構造であるところから仮設として汚染現場に設置することができるため、いかなる地域での土壌汚染にも迅速に対応することが可能な新規な汚染土壌の無害化技術を提供することができる。   In addition, the present invention is a detoxification treatment of contaminated soil, a part of the contaminated soil is processed and used as a catalyst for detoxification treatment, heavy metals contained in the soil without using chemicals, organic Contaminants such as chlorine compounds and volatile organic compounds can be decomposed, separated or detoxified into a clean soil. In addition, since the recycled resource plant for treating contaminated soil of the present invention has a simple structure, it can be temporarily installed at the contaminated site, so that it can respond quickly to soil contamination in any region. Possible new decontamination technology for contaminated soil can be provided.

1 供給クレーン設備
2 受入れホッパー
3 搬送装置
4 振動篩機
5 No.1磁選機
6 搬送装置
7 還元反応装置
8 搬送設備
9 破砕機
10 No.2磁選機
11 搬送装置
12 粉砕機
13 搬送装置
14 安定化反応装置
15 搬送装置
16,17 原料、セメントタンク
18,19 搬送装置
20,21 No.1、No.2定量供給機
22 混合機
23 搬送装置
24 袋詰機

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Supply crane equipment 2 Receiving hopper 3 Conveying device 4 Vibrating sieve 5 No. 1 Magnetic separator 6 Conveying device 7 Reduction reaction device 8 Conveying equipment 9 Crusher 10 2 Magnetic separator 11 Conveying device 12 Crusher 13 Conveying device 14 Stabilization reaction device 15 Conveying device 16, 17 Raw material, cement tank 18, 19 Conveying device 20, 21 1, no. 2 Fixed amount feeder 22 Mixer 23 Transport device 24 Bagging machine

Claims (8)

汚染土壌の無害化処理装置であって、汚染土壌の採取装置、汚染土壌を乾燥させる乾燥装置、乾燥汚染土壌を磁性物含有土壌と非磁性土壌に選別する磁力選別装置、磁性物含有土壌から比重の高い金属又は粗大粒を除去する選別装置、選別された磁性物含有土壌の粉砕装置、磁性物含有土壌の還元加熱処理装置、非磁性土壌および還元処理された磁性物含有土壌の還元加熱処理装置への投入装置、混合土壌の還元加熱処理装置、処理した土壌を復土可能な土壌として回収する土壌回収装置が配置されていることを特徴とする汚染土壌の無害化処理装置。 Decontamination treatment equipment for contaminated soil, collecting equipment for contaminated soil, drying equipment for drying contaminated soil, magnetic separator for sorting dry contaminated soil into magnetic substance-containing soil and non-magnetic soil, specific gravity from magnetic substance-containing soil Device for removing high metal or coarse particles , ground device for sorted magnetic substance-containing soil, reduction heat treatment device for magnetic material-containing soil, reduction heat treatment device for non-magnetic soil and reduced magnetic material-containing soil A detoxification device for contaminated soil, characterized in that a charging device, a reduced heat treatment device for mixed soil, and a soil recovery device for recovering the treated soil as soil that can be restored are disposed. 磁性物含有土壌の還元加熱処理装置での加熱処理が、400〜600℃の範囲で行われる請求項1に記載の汚染土壌の無害化処理装置。   The detoxification device for contaminated soil according to claim 1, wherein the heat treatment in the reduction heat treatment device for the magnetic substance-containing soil is performed in a range of 400 to 600 ° C. 混合土壌の還元加熱装置での加熱温度が300〜600℃の範囲で行なわれる請求項1または2に記載の汚染土壌の無害化処理装置。   The detoxification device for contaminated soil according to claim 1 or 2, wherein the heating temperature in the reduction heating device for mixed soil is in the range of 300 to 600 ° C. 還元雰囲気が、酸素濃度6%以下である請求項1から3のいずれかに記載の汚染土壌の無害化処理装置。   4. The detoxifying device for contaminated soil according to any one of claims 1 to 3, wherein the reducing atmosphere has an oxygen concentration of 6% or less. 粉砕装置により磁性物含有土壌を100メッシュ以下に粉砕する請求項1から4のいずれかに記載の汚染土壌の無害化処理装置。   The detoxification device for contaminated soil according to any one of claims 1 to 4, wherein the soil containing magnetic material is pulverized to 100 mesh or less by a pulverizer. 非磁性土壌100重量部に対して還元雰囲気中で熱処理した磁性物含有土壌を2〜40重量部を還元加熱処理装置に投入する請求項1から5のいずれかに記載の汚染土壌の無害化処理装置。   The detoxification treatment of contaminated soil according to any one of claims 1 to 5, wherein 2 to 40 parts by weight of magnetic substance-containing soil heat-treated in a reducing atmosphere with respect to 100 parts by weight of non-magnetic soil is introduced into a reduction heat treatment apparatus. apparatus. 焼却灰または焼却灰還元処理物の混合土壌の還元加熱処理装置への投入装置を有する請求項1から6のいずれかに記載の汚染土壌の無害化処理装置。 The detoxification device for contaminated soil according to any one of claims 1 to 6, further comprising a charging device for incineration ash or a mixture of reduced ash-reduced products of the incineration ash to a reduction heat treatment device. 混合土壌の還元加熱処理装置からの排ガス類を無害化処理して密閉回路を経由して乾燥装置に循環させるガス循環路を有する請求項1から7のいずれかに記載の汚染土壌の無害化処理装置。 The detoxification treatment of contaminated soil according to any one of claims 1 to 7, further comprising a gas circulation path for detoxifying exhaust gas from the reduction heat treatment device for mixed soil and circulating the exhaust gas to a drying device through a sealed circuit. apparatus.
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